论文-基于单片机STC89C52控制的智能小车.doc
《论文-基于单片机STC89C52控制的智能小车.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《论文-基于单片机STC89C52控制的智能小车.doc(77页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、论文-基于单片机STC89C52控制的智能小车 教学单位 信息工程系学生学号 2061224236孝感学院新技术学院本科毕业论文 设计 题 目 基于单片机STC89C52控制的智能小车学生姓名 张 婷专业名称 电子信息科学与技术指导教师 丁么明教师职称 教 授2009年12月12日基于单片机STC89C52控制的智能小车摘要该毕业设计是采用无线遥控基于单片机的功能实现的当无线遥控器的某个按键按下时无线发射器将按键信号以编码的形式在315MHz的频率上发射出去无线接收器接收并放大发射信号同时解调出TTL电平信号送至单片机进行处理单片机通过比较和识别接收来的无线遥控编码便可执行相应的遥控功能从而实
2、现智能小车的前进后退左转和右转的基本功能和伴随音乐演奏而闪烁的LED的开启与关闭的功能此外我加入了温度传感器与时钟芯片让它们在液晶显示器上显示其室温和时间并用按钮进行时间的调控由于无线遥控模块是四路单向锁存模块只能单线实现四个功能所以发射模块的控制按键不够根据需要我仅仅用无线模块控制小车的前进和后退停止其它的采用按键调试用按键来实现小车的前进后退左转右转音乐时间调控等功能关键词无线模块液晶显示模块电机驱动模块音乐智能小车The intelligent telecontrol minicab based on PIC STC89C52AbstractThis graduate design ad
3、opts wireless remote on the basis of one chip computer function to realize When one of the buttons of the wireless telecontroller is pressed the wireless transmitter transmits keypad singles at 315MHz in the way of encoding The wireless receiver receives and amplifies transmitting singles and demodu
4、lates TTL singles and sends the TTL singles into PIC for tackling The PIC conducts the corresponding telecontrol functions by comparing and recognizing the wireless telecontrol code which has been received so that it realizes the basic functions of the minicabs advancestepping backaccelerationdecele
5、ration and the function of the flickering LEDs turning on and off with the music BesidesI add the temperature sensor and clock chip additional to make them display room-temperature and time in the LCD and manipulate them with the buttons As a result of wireless remote Module is four ways of saving m
6、odule only realize four functions on single line So launch module of control button is not enough According to need I only use wireless module control advanceretreat and stop About button debug it use button come to realize the function of advanceretreatturn leftturn rightmusic and regulate of time
7、and so onKeywordWireless Module liquid crystal display microcomputer music intelligent vehicle目 录引言11整体方案设计211整体方案设计的思路212整体方案的流程图22遥控音乐小车系统概况321PT22622272无线遥控模块原理322驱动原理的简介523直流电机简介924显示模块的综合概括1125音乐功放芯片LM386的简介163模块方案比较与论证1831车体设计1832电机模块的选择1833电机驱动模块的选择1834控制器模块的选择194系统硬件电路设计2041显示模块的设计2042LED与MU
8、SIC的整合设计2143无线模块的设计2344直流电机的驱动模块245软件的简单介绍2651Keil的简介2652protues的简介2653Protel的简介2754STC_ISP_V480的简介286后期展望30参考文献31附录一实物图32附录二总体仿真图33附录三总程序34谢 辞42引言随科学技术的进步智能化和自动化技术越来越普及也广泛应用于机器人玩具制造领域使智能机器人越来越多样化智能机器人是一个多种高新技术的集成体它融合了机械电子传感器计算机硬件软件人工智能等许多学科的知识涉及到当今许多前沿领域的技术而随着社会的不断发展智能设备的不断出现无线遥控的运用也越来越广泛无线遥控器由于控制距
9、离远抗干扰性强已越来越多的出现在生活的各个方面本文使用了一款通用的无线遥控电路基于STC89C52作为控制核心采用专用编码解码电路由于其体积小功能强大因此可非常方便的移植到遥控机器人遥控小车上等并实现远距离控制在早期遥控小车并不少见但大多产品制造简单实现的功能少往往只有一些简单的功能例如左转右转前进后退等大多采用红外控制外加一些复杂的电路组合而成遥控小车的使用者针对的是小孩子但笨重的设备和昂贵的价格往往让许多小孩的甜美梦想落空在现在用单片机进行无线遥控小车的方案利用较少的外设实现了基本的功能其较强的抗干扰性使得该遥控器具有很好的通用性其功能也日趋完善其中包括防撞防爆系统和基本的方向控制另外在行
10、进中可以尽享柔美的音乐看美丽的灯光随音律而闪烁让孩子玩得更开心此外电路的简化材料的减少使得价格也降低了不少真的是物美价廉可以为孩子的童年再添一些笑语1整体方案设计11整体方案设计的思路利用无线发射和无线接收模块控制单片机让单片机翻译传输指令从而实现相应的功能具体的过程如下无线发射模块发出指令无线接收模块接收信号后传递给单片机A单片机A翻译接收到信号后传输给驱动电路驱动电机旋转从而实现让小车的前进后退左转和右转另外单片机A控制LCD显示时间与温度接收到开启信号后时钟芯片DS1302记录的时间温度传感器DS18B20检测的温度其值都会显示在LCD1602上本设计还采用了两个单片机进行串口通信单片机
11、B控制MUSIC与LED并由于串口通信受控于单片机A单片机A发出指令控制单片机B的音乐演奏和发光二极管的闪烁而发光二极管会随着音律的变化而产生相应的变换除了可以进行无线遥控外还设置了若干个按钮也可以进行相应的调控作用等级略低于无线遥控的按钮12整体方案的流程图基于单片机STC89C52整体设计的智能小车根据原来设计的思路上画出了相对应的流程路由于是整体结构图就只是画出了大致的结构流程而细节将在后面做出介绍图1整体方案的流程图2遥控音乐小车系统概况PT22622272无线遥控模块原理PT22622272的简介PT22622272是台湾普城公司生产的一种CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编解码电路
12、PT22622272最多可有12位 A0-A11 三态地址端管脚 悬空接高电平接低电平 任意组合可提供531441地址码PT2262最多可有6位 D0-D5 数据端管脚在通常使用中我们一般采用8位地址码和4位数据码这时编码电路PT2262和解码PT2272的第18脚为地址设定脚有三种状态可供选择悬空接电源正极接地三种状态3的8次方为6561所以地址编码不重复度为6561组只有发射端PT2262和接收端PT2272的地址编码完全相同才能配对使用遥控模块的生产厂家为了便于生产管理出厂时遥控模块的PT2262和PT2272的八位地址编码端要全部悬空这样用户可以很方便选择各种编码状态用户如果想改变地址
13、编码只要将PT2262和PT2272的18脚设置相同即可例如将发射机的PT2262的第1脚接地第5脚接正电源其它引脚悬空那么接收机的PT2272只要也第1脚接地第5脚接正电源其它引脚悬空就能实现配对接收当两者地址编码完全一致时接收机对应的D1D4端输出约4V互锁高电平控制信号同时VT端也输出解码有效高电平信号用户可将这些信号加一级放大便可驱动继电器功率三极管等进行负载遥控开关操纵应用范围车辆防盗系统家庭防盗系统遥控玩具其他电器遥控等编码电路 PT2262引脚图及管脚说明 表21 管脚说明名称管脚说 明A0-A111-810-13地址管脚用于进行地址编码可置为01f 悬空 D0-D57-810-
14、13数据输入端有一个为1即有编码发出内部下拉Vcc18电源正端Vss9电源负端TE14编码启动端用于多数据的编码发射低电平有效OSC116振荡电阻输入端与OSC2所接电阻决定振荡频率OSC215振荡电阻振荡器输出端Dout17编码输出端正常时为低电平图2 编码电路 PT2262引脚图在具体的应用中外接振荡电阻可根据需要进行适当的调节阻值越大振荡频率越慢编码的宽度越大发送一帧的时间越长一般用226212M2272200K组合的少量产品用226247M2272820K解码电路 PT2272引脚图及管脚说明表22 管脚说明名称管脚说 明A0-A111-810-13地址管脚用于进行地址编码可置为01f
15、 悬空 必须与2262一致否则解码无效D0-D57-810-13地址或数据管脚当作为数据管脚时只有在地址码与2262一致数据管脚才能输出与2262数据端对应的高电平否则输出为低电平锁存型只有在接收到下一数据才能转换Vcc18电源正端Vss9电源负端DIN14数据信号输入端来自接收模块输出端OSC116振荡电阻输入端与OSC2所接电阻决定振荡频率OSC215振荡电阻振荡器输出端VT17解码有效确认 输出端常低解码有效变成高电平瞬态图3 解码电路 PT2272引脚图PT2272解码芯片有不同的后缀表示不同的功能有L4M4L6M6之分其中L表示锁存输出数据只要成功接收就能一直保持对应的电平状态直到下
16、次遥控数据发生变化时改变M表示非锁存输出数据脚输出的电平是瞬时的而且和发射端是否发射相对应可以用于类似点动的控制后缀的6和4表示有几路并行的控制通道当采用4路并行数据时PT2272-M4 对应的地址编码应该是8位如果采用6路的并行数据时 PT2272-M6 对应的地址编码应该是6位图4 PT2272-L4遥控应用的简单电路目前运用在小车上的模块主要涉及到驱动模块音乐与LED综合模块显示模块电机模块驱动原理的简介驱动模块的核心实际上是H桥驱动电路组成的L298芯片H桥驱动电路的内部原理解析如下图5中所示为一个典型的直流电机控制电路电路得名于H桥驱动电路是因为它的形状酷似字母H4个三极管组成H的4
17、条垂直腿而电机就是H中的横杠注意图5及随后的两个图都只是示意图而不是完整的电路图其中三极管的驱动电路没有画出来如图所示H桥式电机驱动电路包括4个三极管和一个电机要使电机运转必须导通对角线上的一对三极管根据不同三极管对的导通情况电流可能会从左至右或从右至左流过电机从而控制电机的转向图5 H桥驱动电路要使电机运转必须使对角线上的一对三极管导通例如如图6所示当Q1管和Q4管导通时电流就从电源正极经Q1从左至右穿过电机然后再经 Q4回到电源负极按图中电流箭头所示该流向的电流将驱动电机顺时针转动当三极管Q1和Q4导通时电流将从左至右流过电机从而驱动电机按特定方向 转动电机周围的箭头指示为顺时针方向图6
18、H桥电路驱动电机顺时针转动图7所示为另一对三极管Q2和Q3导通的情况电流将从右至左流过电机当三极管Q2和Q3导通时电流将从右至左流过电机从而驱动电机沿另一方向转动电机周围的箭头表示为逆时针方向图7 H桥驱动电机逆时针转动使能控制和方向逻辑驱动电机时保证H桥上两个同侧的三极管不会同时导通非常重要如果三极管Q1和Q2同时导通那么电流就会从正极穿过两个三极管直接回到负极此时电 路中除了三极管外没有其他任何负载因此电路上的电流就可能达到最大值该电流仅受电源性能限制甚至烧坏三极管基于上述原因在实际驱动电路中通常 要用硬件电路方便地控制三极管的开关图8 所示就是基于这种考虑的改进电路它在基本H桥电路的基础
19、上增加了4个与门和2个非门4个与门同一个使能导通信号相接这样用这一个信号就能控制 整个电路的开关而2个非门通过提供一种方向输人可以保证任何时候在H桥的同侧腿上都只有一个三极管能导通与本节前面的示意图一样图8所示也不是一个完整的电路图特别是图中与门和三极管直接连接是不能正常工作的 图8 具有使能控制和方向逻辑的H桥电路采用以上方法电机的运转就只需要用三个信号控制两个方向信号和一个使能信号如果DIRL信号为0DIRR信号为1并且使能信号是1那么三 极管Q1和Q4导通电流从左至右流经电机如图416所示如果DIRL信号变为1而DIRR信号变为0那么Q2和Q3将导通电流则反向 流过电机图9 使能信号与方
20、向信号的使用实际使用的时候用分立元件制作H桥是很麻烦的好在现在市面上有很多封装好的H桥集成电路接上电源电机和控制信号就可以使用了在额定的电压和电流内使用非常方便可靠比如常用的L293DL298NTA7257PSN754410等恒压恒流桥式2A驱动芯片L298NL298是SGS公司的产品比较常见的是15脚Multiwatt封装的L298N内部同样包含4通道逻辑驱动电路可以方便的驱动两个直流电机或一个两相步进电机L298N芯片可以驱动两个二相电机也可以驱动一个四相电机输出电压最高可达50V可以直接通过电源来调节输出电压可以直接用单片机的IO口提供信号而且电路简单使用比较方便L298N可接受标准TT
21、L逻辑电平信号VSSVSS可接457 V电压4脚VS接电源电压VS电压范围VIH为2546 V输出电流可达25A可驱动电感性负载1脚和15脚下管的发射极分别单独引出以便接入电流采样电阻形成电流传感信号L298可驱动2个电动机OUT1OUT2和OUT3OUT4之间可分别接电动机本实验装置我们选用驱动一台电动机571012脚接输入控制电平控制电机的正反转EnAEnB连接控制使能端控制电机的停转表1是L298N功能逻辑图 In3In4的逻辑图与表1相同由表1可知EnA为低电平时输入电平对电机控制起作用当EnA为高电平输入电平为一高一低电机正或反转同为低电平电机停止同为高电平电机刹停等图10 单片机利
22、用L298控制电机的原理图15脚是输出电流反馈引脚其它与L298相同在通常使用中这两个引脚也可以直接接地上图是其与51单片机连接的电路图直流电机简介直流电机的应用电动机简称电机是使机械能与电能相互转换的机械直流电机把直流电能变为机械能作为机电执行元部件直流电机内部有一个闭合的主磁路主磁通在主磁路中流动同时与两个电路交联其中一个电路是用以产生磁通的称为激磁电路另一个电路是用来传递功率的称为功率回路或电驱回路现行的直流电机都是旋转电驱式也就是说激磁绕组及其所包围的铁芯组成的磁极为定子带换向单元的电驱绕组和电驱铁芯结合构成直流电机的转子直流电机有以下4方面的优点调速范围广且易于平滑调节过载启动制动转
23、矩大易于控制可靠性高调速时的能量损耗较小所以在调速要求高的场所如轧钢机轮船推进器电机电气铁道牵引高炉送料造纸纺织拖动吊车挖掘机械卷扬机拖动等方面直流电机均得到广泛的应用直流电机的基本工作原理直流电机工作原理当电刷AB接在电压为U的直流电源上时若电刷A是正电位B是负电位在N极范围内的导体ab中的电流是从a流向b在S极范围内的导体cd中的电流是从c流向d载流导体在磁场中要受到电磁力的作用因此ab与cd两导体都受到电磁力的作用根据磁场方向和导体中的电流方向利用电机左手定则判断ab边受力的方向是向左的而cd边则是向右的由于磁场是均匀的导体中流过的又是相同的电流所以ab边和cd边所受电磁力的大小相等这样
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 论文 基于 单片机 STC89C52 控制 智能 小车
链接地址:https://www.31doc.com/p-9210403.html